Эксперты по врожденным порокам сердца из Spectrum Health Helen DeVos Children’s Hospital успешно интегрировали две распространенных методики визуализации для создания трехмерной анатомической модели сердца пациента.

 

3D-изображение модели сердца3D-изображение модели сердца

3D-печать моделей сердец пациентов стала достаточно распространенной в последние годы в рамках нового, экспериментального поля, посвященному улучшению визуализации индивидуальных структур и характеристик сердца.

Но впервые для печати гибридной 3D-модели сердца пациента была успешно использована интеграция компьютерной томографии (КТ) и трехмерной чреспищеводной эхокардиографии (3D-ЧПЭхоКГ).

Исследование экспертов из Spectrum Health также открывает путь для использования этих методов в комбинации с третьим устройством – магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Гибридная 3D-печать может улучшить диагностику

«Гибридная 3D-печать объединяет лучшие стороны двух или более методов визуализации, что потенциально может улучшить диагностику, а также интервенционное и хирургическое планирование, — сказал Джордан Госнелл, врач функциональной диагностики (ЭхоКГ) в Helen DeVos Children’s Hospital, ведущий автор исследования.

– Предыдущие методы 3D-печати использовали только один метод визуализации, который может не быть настолько точным, как комбинация двух или больше наборов данных».

Ученые использовали специальное программное обеспечение для регистрации изображений из двух методов визуализации для селективной интеграции наборов данных для того, чтобы создать точную анатомическую модель сердца.

В результате этого создается более детальная и анатомически точная 3D-модель, которая может позволить врачам лучше диагностировать и проводить лечение заболеваний сердца.

Другая 3D-модель сердцаДругая 3D-модель сердца

Компьютерная томография и магнитно-резонансная томография являются признанными инструментами визуализации для создания 3D-печатных моделей. Джозеф Веттукаттил, доктор медицинских наук, и его коллеги из Helen DeVos Children’s Hospital недавно сообщили, что трехмерная чреспищеводная эхокардиография может быть вероятной техникой визуализации для 3D-печати врожденных пороков сердца.

Доктор Веттукаттил является содиректором Helen DeVos Children’s Hospital Congenital Heart Center, начальник отдела, детский кардиолог, старший автор исследования.

По словам доктора Веттукаттила и его коллег, каждый метод визуализации имеет свои преимущества, которые могут улучшить и усовершенствовать 3D-печать:

  • КТ повышает визуализацию внешней анатомии сердца.
  • МРТ превосходит другие техники визуализации для исследования внутреннего строения сердца, включая правый и левый желудочки или главные камеры сердца, а также мышечную ткань сердца.
  • 3D-ЧПЭхоКГ обеспечивает лучшую визуализацию анатомии клапанов.

«Это значительный скачок индивидуализированной медицины в кардиологии и врожденных пороках сердца, — говорит доктор Веттукаттил. – Эта технология может быть полезной для кардиологов и хирургов.

Модель будет способствовать лучшим диагностическим возможностям и улучшению интервенционного и хирургического планирования, что позволит определить, когда лечение болезни можно провести транскатетерным методом, или когда оно требует оперативного вмешательства».

Доктор Веттукаттил известен на международном уровня благодаря своей работе и исследованиям по вопросам трех- и четырехмерной эхокардиографии.

В частности, он разработал передовую технику мультипланарного переформатирования в эхокардиографии – метода, который используется для создание срезов структур сердца в бесконечном числе плоскостей, проходящих через три измерения, в виртуальной среде, аналогично тому, как патологоанатом рассекает сердце, чтобы выявить основную патологию.

Доктор Веттукаттил впервые использовал этот метод, который широко используется в других диагностических технологиях (например, КТ), в эхокардиографии для оценки комплексных пороков сердца.

Доктор Веттукаттил представил эти результаты исследования на конференции CSI 2015 (Catheter Interventions in Congenital, Structural and Valvular Heart Diseases – Катетерные вмешательства при врожденных, структурных и клапанных пороках сердца) в Франкфурте для того, чтобы продемонстрировать возможности печати 3D-моделей сердечно-сосудистой системы из нескольких методов визуализации.

Ученые Helen DeVos Children’s Hospital работали с программным обеспечением Mimics Innovation Suite от компании Materialise – ведущего поставщика программного обеспечения 3D-печати, основанной в Бельгии, — которая печатала модели, используя свою технологию HeartPrint Flex.

Доктор Госнелл работал над интеграцией методов визуализации, сотрудничая с американской штаб-квартирой компании Materialise в Плимуте, штат Мичиган, для создания финального 3D-рендеринга. Доктор Веттукаттил разработал концепцию интеграции двух и более способов визуализации для 3D-печати.

Для оценки эффективности гибридных 3D-моделей в процессе принятия решений о транскатетерном или хирургическом вмешательстве необходимы дальнейшие исследования.